package com.ray.util;

/**
* Description:twitter的snowFlake算法生成id
 * 摘要： 
 * SnowFlake算法生成的ID大致上是按照时间递增的，用在分布式系统中时，
 * 需要注意数据中心标识和机器标识必须唯一，这样就能保证每个节点生成的ID都是唯一的。
 * 它可以满足Twitter每秒上万条消息ID分配的请求，这些消息ID是唯一的且有大致的递增顺序，
 * 且是一个64位整形，即8字节，可以展示为一个Long类型的整数。
 * 结构如下（每一部分用“-”符号分隔）：
 * 	0 - 0000000000 0000000000 0000000000 0000000000 0 - 00000 - 00000 - 000000000000
 * 1位标识部分，在java中由于long的最高位是符号位，正数是0，负数是1，一般生成的ID为正数，所以为0； 
 * 41位时间戳部分，这个是毫秒级的时间，一般实现上不会存储当前的时间戳，而是时间戳的差值（当前时间-固定的开始时间），
 * 	这样可以使产生的ID从更小值开始；41位的时间戳可以使用69年，(1L << 41) / (1000L * 60 * 60 * 24 * 365) = 69年； 
 * 10位节点部分，Twitter实现中使用前5位作为数据中心标识，后5位作为机器标识，可以部署1024个节点； 
 * 12位序列号部分，支持同一毫秒内同一个节点可以生成4096个ID；
 * 优点：
 * 毫秒数在高位，自增序列在低位，整个ID都是趋势递增的。
 * 不依赖数据库等第三方系统，以服务的方式部署，稳定性更高，生成ID的性能也是非常高的。
 * 可以根据自身业务特性分配bit位，非常灵活。
 * 缺点：
 * 强依赖机器时钟，如果机器上时钟回拨，会导致发号重复或者服务会处于不可用状态。
 * tips:最大19位数。
 * 实测：2088-4-7之后，生成值会变为负数！！
* @author 王荣
*/
public class SnowFlakeGeneratorUtil {
	// 起始的时间戳
    private final static long START_STMP = 1533081600000L;//2018-08-01
    // 每一部分占用的位数，就三个
    private final static long SEQUENCE_BIT = 12;// 序列号占用的位数
    private final static long MACHINE_BIT = 5; // 机器标识占用的位数
    private final static long DATACENTER_BIT = 5;// 数据中心占用的位数
    // 每一部分最大值
    private final static long MAX_DATACENTER_NUM = -1L ^ (-1L << DATACENTER_BIT);
    private final static long MAX_MACHINE_NUM = -1L ^ (-1L << MACHINE_BIT);
    private final static long MAX_SEQUENCE = -1L ^ (-1L << SEQUENCE_BIT);
    // 每一部分向左的位移
    private final static long MACHINE_LEFT = SEQUENCE_BIT;
    private final static long DATACENTER_LEFT = SEQUENCE_BIT + MACHINE_BIT;
    private final static long TIMESTMP_LEFT = DATACENTER_LEFT + DATACENTER_BIT;
    private long datacenterId; // 数据中心
    private long machineId; // 机器标识
    private long sequence = 0L; // 序列号
    private long lastStmp = -1L;// 上一次时间戳

    public SnowFlakeGeneratorUtil(long datacenterId, long machineId) {
        if (datacenterId > MAX_DATACENTER_NUM || datacenterId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("datacenterId can't be greater than MAX_DATACENTER_NUM or less than 0");
        }
        if (machineId > MAX_MACHINE_NUM || machineId < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("machineId can't be greater than MAX_MACHINE_NUM or less than 0");
        }
        this.datacenterId = datacenterId;
        this.machineId = machineId;
    }
    //产生下一个ID
    public synchronized long nextId() {
        long currStmp = getNewstmp();
        if (currStmp < lastStmp) {
            throw new RuntimeException("Clock moved backwards.  Refusing to generate id");
        }

        if (currStmp == lastStmp) {
            //if条件里表示当前调用和上一次调用落在了相同毫秒内，只能通过第三部分，序列号自增来判断为唯一，所以+1.
            sequence = (sequence + 1) & MAX_SEQUENCE;
            //同一毫秒的序列数已经达到最大，只能等待下一个毫秒
            if (sequence == 0L) {
                currStmp = getNextMill();
            }
        } else {
            //不同毫秒内，序列号置为0
            //执行到这个分支的前提是currTimestamp > lastTimestamp，说明本次调用跟上次调用对比，已经不再同一个毫秒内了，这个时候序号可以重新回置0了。
            sequence = 0L;
        }

        lastStmp = currStmp;
         //就是用相对毫秒数、机器ID和自增序号拼接
        return (currStmp - START_STMP) << TIMESTMP_LEFT //时间戳部分
                | datacenterId << DATACENTER_LEFT      //数据中心部分
                | machineId << MACHINE_LEFT            //机器标识部分
                | sequence;                            //序列号部分
    }

    private long getNextMill() {
        long mill = getNewstmp();
        while (mill <= lastStmp) {
            mill = getNewstmp();
        }
        return mill;
    }

    private long getNewstmp() {
        return System.currentTimeMillis();
    }
    /**
     * 生成id
     * @param datacenterId 数据中心id
     * @param machineId 机器id
     * @return id
     */
    public static long generateId(long datacenterId, long machineId) {
    	SnowFlakeGeneratorUtil snowFlakeId = new SnowFlakeGeneratorUtil(datacenterId,machineId);
    	return snowFlakeId.nextId();
    }
    /**
     * 生成id 默认1,1
     * @return
     * @author 王荣
     */
    public static long generateId() {
    	SnowFlakeGeneratorUtil snowFlakeId = new SnowFlakeGeneratorUtil(1,1);
    	return snowFlakeId.nextId();
    }
    
}
